JPH0693887B2 - Phase correction of magnetic resonance angiogram with complex difference processing - Google Patents

Phase correction of magnetic resonance angiogram with complex difference processing

Info

Publication number
JPH0693887B2
JPH0693887B2 JP5503569A JP50356992A JPH0693887B2 JP H0693887 B2 JPH0693887 B2 JP H0693887B2 JP 5503569 A JP5503569 A JP 5503569A JP 50356992 A JP50356992 A JP 50356992A JP H0693887 B2 JPH0693887 B2 JP H0693887B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nmr
data set
nmr data
image
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5503569A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07503056A (en
Inventor
バーンスタイン,マシュー・アブラハム
ペルク、ノーバート・ジョセフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH0693887B2 publication Critical patent/JPH0693887B2/en
Publication of JPH07503056A publication Critical patent/JPH07503056A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/563Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56563Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the main magnetic field B0, e.g. temporal variation of the magnitude or spatial inhomogeneity of B0

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明の分野は核磁気共鳴作像方法及び装置である。
更に具体的に云えば、この発明は、勾配磁界の第1モー
メントの異なる値を用いて収集された像データ集合の間
の複素数の差(complex difference)を使って発生され
る磁気共鳴血管造影図に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The field of the invention is nuclear magnetic resonance imaging methods and apparatus.
More specifically, the present invention provides a magnetic resonance angiogram generated using the complex difference between image data sets acquired using different values of the first moment of the gradient field. Regarding

磁気モーメントを所有するあらゆる原子核は、それが配
置された磁界の方向と揃おうとする。然し、その時、原
子核は、磁界の強度と特定の原子核種目の性質(原子核
の磁気回転定数γ)とに関係する固有の核周波数(ラー
モア周波数)で、この方向の周りに歳差運動をする。こ
の現象を示す原子核を、この明細書では「スピン」と呼
ぶ。
Every nucleus that possesses a magnetic moment tries to align with the direction of the magnetic field in which it is placed. However, the nucleus then precesses around this direction at a natural nuclear frequency (Larmor frequency) related to the strength of the magnetic field and the nature of the particular nuclear species (magnetic rotation constant γ of the nucleus). The nucleus that exhibits this phenomenon is called “spin” in this specification.

人間の組織の様な物質が一様な磁界(分極磁界B0)の作
用を受けると、組織内のスピンの個別の磁気モーメント
がこの分極磁界と揃おうとするが、固有のラーモア周波
数で不規則にその周りに歳差運動をする。分極磁界の方
向に正味の磁気モーメントM2が発生されるが、垂直の又
は横方向の平面(x−y平面)内にある不規則な向きを
持つ磁気成分は互いに相殺する。然し、この物質又は組
織が、x−y平面内にあって、ラーモア周波数に近い磁
界(励振磁界B1)の作用を受けると、正味の揃ったモー
メントM2を回転させ又はx−y平面内へ「傾け」て、x
−y平面内でラーモア周波数で回転又は旋回する正味の
横方向の磁気モーメントMtを発生することが出来る。正
味の磁気モーメントM2を傾ける程度(はじき角又はフリ
ップ角)、並びにそれに伴って正味の横方向の磁気モー
メントMtの大きさは、主に印加された励振磁界B1の大き
さとその時間の長さとに関係する。
When a substance such as human tissue is subjected to a uniform magnetic field (polarizing magnetic field B 0 ), the individual magnetic moments of spins in the tissue try to align with this polarizing magnetic field, but it is irregular at the intrinsic Larmor frequency. Precess around it. A net magnetic moment M 2 is generated in the direction of the polarization field, but magnetic components with irregular orientations in the vertical or transverse planes (xy plane) cancel each other out. However, when this substance or tissue is in the xy plane and is subjected to the action of a magnetic field close to the Larmor frequency (excitation magnetic field B 1 ), the net uniform moment M 2 is rotated or the xy plane is moved. "Tilt" to x
It is possible to generate a net lateral magnetic moment Mt that rotates or swivels at the Larmor frequency in the -y plane. The extent to which the net magnetic moment M 2 is tilted (repelling angle or flip angle), and the magnitude of the net lateral magnetic moment Mt, is mainly the magnitude of the applied excitation magnetic field B 1 and the length of time. Related to Sato.

この現象の実用的な価値は、励振信号B1が終了した後
に、励振されたスピンによっって放出される信号にあ
る。単純な装置では、励振されたスピンが受信コイルに
振動する正弦波信号を誘起する。この信号の周波数がラ
ーモア周波数であり、その初期振幅A0は、横方向の磁気
モーメントMtの大きさとはじき角とによって決定され
る。放出された信号の振幅Aは時間tと共に指数関数的
に減衰する。
The practical value of this phenomenon lies in the signal emitted by the excited spins after the excitation signal B 1 ends. In a simple device, the excited spins induce an oscillating sinusoidal signal in the receiving coil. The frequency of this signal is the Larmor frequency, and its initial amplitude A 0 is determined by the magnitude of the lateral magnetic moment Mt and the repelling angle. The amplitude A of the emitted signal decays exponentially with time t.

減衰定数1/T は磁界の均質性と、「スピン−スピン
緩和」定数又は「横方向緩和」定数と呼ばれるT2とに関
係する。定数T2は、完全に均質な磁界内で、励振磁界B1
が除かれた後に、スピンの揃った歳差運動が位相外れに
なる指数関数的な速度に反比例する。
Decay constant 1 / T * 2 is the homogeneity of the magnetic field, - related to the T 2, called the "spin-spin relaxation" constant, or "lateral relaxation" constant. The constant T 2 is equal to the exciting magnetic field B 1 in a completely homogeneous magnetic field.
After is removed, the precession with uniform spin is inversely proportional to the exponential velocity which is out of phase.

NMR信号の振幅Aに寄与する別の重要な因子がスピン−
格子緩和過程と呼ばれ、これは時定数T1によって特徴づ
けられる。これは正味の磁気モーメントMが磁気分極軸
線(z))に沿って平衡値に回復することを表わす。時
定数T1はT2より長く、医学的に関心のある大抵の物質で
は、ずっと長い。
Another important factor contributing to the amplitude A of the NMR signal is spin-
Called the lattice relaxation process, it is characterized by the time constant T 1 . This represents that the net magnetic moment M recovers to an equilibrium value along the magnetic polarization axis (z). The time constant T 1 is longer than T 2 , and much longer for most medically interesting substances.

この発明に時に関係のあるNMR測定は、「パルス式NMR測
定」と呼ばれる。このNMR測定は、RF励振期間と信号放
出期間とに分けられる。こう云う測定は循環的に行なわ
れ、NMR測定を何回も繰返して、毎サイクルの間異なる
データを蓄積するか、或いは被検体内の異なる場所で同
じ測定を行なう。大きさ、持続時間並びに方向が変化す
る1つ又は更に多くのRF励振パルス(B1)を印加する広
い範囲の種々の準備励振方式が知られている。こう云う
励振パルスは狭い周波数スペクトル(選択的な励振パル
ス)を持っていてもよいし、或いはある範囲の共振周波
数にわたって横方向の磁化Mtを発生する広い周波数スペ
クトル(非選択的な励振パルス)を持っていてもよい。
従来、特定のNMR現象を活用する様に設計されていて、N
MR測定過程における特定の問題を解決する励振方式が沢
山ある。
The NMR measurements that are sometimes relevant to this invention are called "pulsed NMR measurements". This NMR measurement is divided into an RF excitation period and a signal emission period. These measurements are performed cyclically and the NMR measurements are repeated many times to accumulate different data during each cycle or to make the same measurement at different locations within the subject. A wide range of different pre-excitation schemes are known which apply one or more RF excitation pulses (B 1 ) of varying magnitude, duration and direction. These excitation pulses may have a narrow frequency spectrum (selective excitation pulse), or a broad frequency spectrum (non-selective excitation pulse) that produces lateral magnetization Mt over a range of resonant frequencies. You may have it.
Conventionally, it has been designed to utilize a specific NMR phenomenon.
There are many excitation methods that solve certain problems in the MR measurement process.

NMRを利用して像を作る時、被検体内の特定の場所から
のNMR信号を求める方法が用いられる。典型的には、作
像しようとする領域(関心のある領域)を、使われる特
定の局在化方法に応じて変化する一連のNMR測定サイク
ルによって走査する。その結果得られる受信NMR信号の
集合をディジタル化して処理して、数多くある周知の再
生方法の内の1つを用いて、像を再生する。この様な走
査を行なう為には、勿論、被検体内の特定の場所からの
NMR信号を引出すことが必要である。これは、分極磁界B
0と同じ方向を持つが、夫々x,y,z軸に沿って勾配を持つ
磁界(Gx,Dy,Gz)を用いることによって達成される。各
々のNMRサイクルの間、こう云う勾配の強度を制御する
ことにより、スピン励振の空間的な分布を制御し、その
結果得られるNMR信号の場所を特定することが出来る。
When making an image using NMR, a method of obtaining an NMR signal from a specific place in the subject is used. Typically, the area to be imaged (the area of interest) is scanned by a series of NMR measurement cycles that vary depending on the particular localization method used. The resulting set of received NMR signals is digitized and processed to reconstruct the image using one of many well known reconstruction methods. In order to perform such a scan, of course,
It is necessary to extract the NMR signal. This is the polarization field B
It is achieved by using magnetic fields (Gx, Dy, Gz) which have the same direction as 0 , but have gradients along the x, y and z axes respectively. By controlling the strength of these gradients during each NMR cycle, the spatial distribution of spin excitations can be controlled and the location of the resulting NMR signal can be localized.

像を再生する為のNMRデータは、利用し得る多数の方法
の内の1つを用いて集めることが出来る。典型的には、
こう云う方法は、逐次的に構成される複数個の図からな
るパルス順序を用いる。各々の図は1つ又は更に多くの
NMR実験を含むことが出来、各々の実験は少なくともRF
励振パルスと、その結果得られるNMR信号に空間情報を
符号化する為の磁界勾配パルスとを有する。周知の様
に、NMR信号は自由誘導減衰(FID)又はスピン・エコー
信号であってよい。
The NMR data for reconstructing the image can be collected using one of many methods available. Typically,
These methods use a pulse sequence consisting of a plurality of diagrams that are sequentially constructed. Each figure has one or more
NMR experiments can be included, each experiment being at least RF
It has an excitation pulse and a magnetic field gradient pulse for encoding spatial information in the resulting NMR signal. As is known, the NMR signal may be a free induction decay (FID) or spin echo signal.

一般に「スピン捩れ(spin-warp)形」と呼ばれ周知の
フーリエ変換(FT)作像方法の変形について、この発明
を詳しく説明する。スピン捩れ形方法は、フィジックス
・イン・メディスン・アンド・バイオロジ誌、第25巻、
第751頁乃至756頁(1980年)所載のW.A.エーデルシュタ
イン他の論文「スピン捩れ形NMR作像及び人間の全身作
像への応用」に説明されている。これは、NMRスピン・
エコー信号を収集する前に、可変振幅の位相符号化磁界
勾配を用いて、空間情報をこの勾配の方向に位相で符号
化する。例えば、2次元形(2DFT)の場合、一方の方向
に沿って位相符号化勾配(Gy)を印加することによっ
て、この方向の空間情報を符号化し、その後位相符号化
方向に対して直交する方向に読出し磁界勾配(Gx)が存
在する状態で、スピン・エコー信号を収集する。スピン
・エコー信号を収集する間に存在する読出し勾配が、直
交方向の空間情報を符号化する。典型的な2DFTパルス順
序では、位相符号化勾配パルスGyの大きさは、走査中に
収集される一連の図でインクリメント(ΔGy)され、そ
れから全体の像を再生することの出来る様なNMRデータ
集合を発生する。
The present invention will be described in detail with respect to a modification of a well-known Fourier transform (FT) image forming method generally called "spin-warp type". The spin twist method is described in Physics in Medicine and Biology, Vol. 25,
WA Edelstein et al., Pp. 751 to 756 (1980), "Spin-Twist NMR Imaging and Its Application to Human Whole-Body Imaging." This is the NMR spin
Prior to collecting the echo signals, a variable amplitude phase-encoded magnetic field gradient is used to encode the spatial information in phase in the direction of this gradient. For example, in the case of a two-dimensional type (2DFT), spatial information in this direction is encoded by applying a phase encoding gradient (Gy) along one direction, and then a direction orthogonal to the phase encoding direction. The spin echo signal is collected in the presence of the read magnetic field gradient (Gx) at. The readout gradient present during the acquisition of the spin echo signal encodes the spatial information in the orthogonal direction. In a typical 2DFT pulse sequence, the magnitude of the phase-encoded gradient pulse Gy is incremented (ΔGy) in the series of views acquired during the scan, from which the NMR data set is reconstructed so that the entire image can be reconstructed. To occur.

関心のある領域内のスピンの動き又は流れを測定する多
数の周知のNMR方法がある。その中には「飛行時間」方
法があり、このスピンの固まりが特定の上流側の場所を
通りすぎる時に、それを励振し、その結果生ずる横方向
の磁化の状態を下流側の場所で検査して、固まりの速度
を決定する。この方法は管の中の流れを測定する為に長
年使われており、最近になっては、人間の肢体における
血液の流れを測定する為に使われている。この方法の例
が米国特許第3,559,044号、同第3,191,119号、同第3,41
9,793号及び同第4,777,957号に記載されている。
There are a number of well-known NMR methods for measuring spin motion or flow in the region of interest. There is a "time of flight" method that excites this mass of spins as they pass a certain upstream location and inspects the resulting state of transverse magnetization at the downstream location. Determine the speed of lumps. This method has been used for many years to measure flow in tubes and more recently it has been used to measure blood flow in human limbs. Examples of this method are U.S. Pat.Nos. 3,559,044, 3,191,119, and 3,41.
No. 9,793 and No. 4,777,957.

2番目の流れ測定方法は流入/流出方法であり、この
時、1つの局在化された容積又はスライス内のスピンを
励振し、短い時間後に、この結果生ずる横方向の磁化の
変化を検査して、この容積又はスライスから流れ出した
励振されたスピンの効果、並びにこの容積又はスライス
中に流れ込んだ励振の仕方の異なるスピンの効果を測定
する。この方法の例が米国特許第4,574,239号、同第5,5
32,474号及び同第4,516,582号に記載されている。
The second flow measurement method is the inflow / outflow method, in which the spins in one localized volume or slice are excited, and after a short time the resulting change in transverse magnetization is examined. The effect of excited spins flowing out of this volume or slice, as well as the effects of differently excited spins flowing into this volume or slice are measured. Examples of this method are U.S. Pat.Nos. 4,574,239 and 5,5,5.
32,474 and 4,516,582.

動き又は流れを測定する3番目の方法は、磁界勾配の中
を流れるスピンによって発生されるNMR信号が、速度に
比例した位相を受けていることを頼りとする。これが業
界では「位相変調」方式と呼ばれている。測定サイクル
の間、大まかに一定の速度を持つ流れでは、NMR信号の
位相変化は次の様に表わされる。
A third method of measuring motion or flow relies on the fact that the NMR signals generated by spins flowing in a magnetic field gradient undergo a phase proportional to velocity. This is called the "phase modulation" method in the industry. For a flow with a roughly constant velocity during the measurement cycle, the phase change of the NMR signal is expressed as:

Δφ=γM1v こゝでM1は磁界勾配の第1モーメント、γは磁気回転
比、vはスピンの速度である。他の原因による移相によ
ってこの測定に生ずる誤差を除く為、米国特許第4,609,
872号に記載されている様に、異なる磁界勾配モーメン
トを用いて、この測定を少なくとも2回実施するのが普
通である。2回の測定の間で任意の場所に生じた位相の
差は、この時次の様になる。
Δφ = γ M 1 v Here, M 1 is the first moment of the magnetic field gradient, γ is the gyromagnetic ratio, and v is the spin velocity. To eliminate the error introduced into this measurement due to phase shifts due to other causes, U.S. Pat.
It is common to make this measurement at least twice with different magnetic field gradient moments as described in 872. The phase difference occurring anywhere between the two measurements is then:

Δφ=γΔM1v 異なる磁界勾配の第1のモーメントを用いた完全な2回
の走査を実施し、収集されたデータ配列内の各々の場所
で再生像の測定された位相を減算することにより、絶え
ず動くスピンの速度を正確に測定した位相マップが作ら
れる。
Δφ = γΔM 1 v By performing two full scans using the first moments of different magnetic field gradients and subtracting the measured phase of the reconstructed image at each location in the collected data array, A phase map is created that accurately measures the speed of constantly moving spins.

磁気共鳴血管造影図は、何れも磁界勾配の第1モーメン
トに異なる値を用いた少なくとも2つのNMRデータ集合
の間の位相差を収集並びに計算することによって作られ
る。この位相は、スピンが不動である場所では、2つの
データ集合で実質的に同じであり、再生像では、こう云
う組織は暗く見える。他方、動くスピンは、速度と、磁
界勾配の第1モーメントとの値に比例する位相を、収集
されたNMR信号に与える。収集された2つのNMRデータ集
合で第1モーメントが異なっているから、動くスピンは
位相差を生じ、こう云う位相が起こっている場所は、血
管造影像で明るく見える。
A magnetic resonance angiogram is created by collecting and calculating the phase difference between at least two NMR data sets, both using different values for the first moment of the magnetic field gradient. This phase is substantially the same in the two datasets where the spin is immobile, and in the reconstructed image these tissues appear dark. On the other hand, moving spins impart a phase to the collected NMR signal that is proportional to the values of the velocity and the first moment of the magnetic field gradient. Since the two collected NMR data sets have different first moments, the moving spins cause a phase difference, and the place where these phases occur appears bright in the angiographic image.

2つ又は更に多くの収集されたNMRデータ集合から位相
差血管造影データを発生する為に現在使われている多数
の方法がある。1つの方法は、「位相差方法」と呼ばれ
るが、この方法では、収集されたNMR像内の対応する要
素の間の位相差を計算し、この位相差を使って、対応す
る像の画素の強度を制御する。2番目の方法は、「複素
数差方法」と呼ばれるが、この方法では、収集された2
つのNMR生データ集合内の対応する要素の同相及び直角
位相成分を減算して、複素数差データを作り、次にこれ
を像領域にフーリエ変換する。この代りに、これと同等
でるが、2つの生NMRデータ集合をフーリエ変換し、像
の対応する要素の同相及び直角位相成分を減算してもよ
い。何れにせよ、複素数差像を使って血管造影像を再生
する。位相差方法と複素数差方法によって作られた血管
造影図の間には、臨床の用途で何れもが独特の有用性を
持つ様にする微妙な違いがある。
There are numerous methods currently in use to generate phase contrast angiography data from two or more collected NMR data sets. One method, called the "Phase Difference Method", calculates the phase difference between corresponding elements in the acquired NMR image and uses this phase difference to determine the pixel of the corresponding image. Control strength. The second method, called the "complex difference method", uses the collected 2
The in-phase and quadrature components of the corresponding elements in one NMR raw data set are subtracted to produce complex difference data, which is then Fourier transformed into the image domain. Alternatively, but equivalently, the two raw NMR data sets may be Fourier transformed and the in-phase and quadrature components of the corresponding elements of the image subtracted. In any case, the complex difference image is used to reconstruct the angiographic image. There are subtle differences between angiograms made by the phase-difference method and the complex-difference method that both have unique utility in clinical applications.

こう云う位相差方法の何れかを用いて磁気共鳴血管造影
図を正確に再生するには、測定に位相誤差がないことが
前提になっている。位相誤差が起こる原因は数多くある
が、大抵の位相誤差は収集された2つのデータ集合で同
じであって差過程により、像データから減算されて消え
る。然し、ある位相誤差は収集された2つのデータ集合
で異なることがあり、差過程を使って血管造影図を作る
と、再生像に人為効果が生ずる。
Accurate reproduction of magnetic resonance angiograms using any of these phase contrast methods is premised on the absence of phase error in the measurements. There are many sources of phase error, but most phase errors are the same in the two data sets collected and are subtracted from the image data and disappear by the difference process. However, some phase errors may be different in the two data sets collected, and creating an angiogram using the difference process produces artifacts in the reconstructed image.

NMR測定の位相誤差を補正する多数の方法が公知であ
る。例えば、ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾ
ナンス誌、第86巻、第593頁乃至第604頁(1990年)に所
載のユアン・リュー他の論文「核磁気共鳴作像における
自動的な位相補正方法」には、(イ)受信器の位相検波
器に対する基準位相の誤調整、(ロ)ノイズ・フィルタ
によって生じた位相、(ハ)データ収集窓の不正確な整
合、(ニ)不完全な選択性RF励振パルス、(ホ)増幅器
の不働時間及び(ヘ)渦電流の様な装置のハードウエア
の問題による誤差を減少する位相補正方法が記載されて
いる。IEEEトランザクションズ・オン・メディカル・イ
メージング誌、M1−6巻、第1号、1987年3月号所載の
C.B.アーン他の論文「自己相関及びヒストグラム解析に
基づくNMR作像の新しい位相補正方法」、並びにメディ
カル・フィジックス誌、第16巻、第5号、1989年9月/1
0月号所載のM.A.バーンシュタイン他の論文「位相補正
された実際の再生による、信号対雑音比の低い磁気共鳴
像における改良された検出能力」には、この他の位相補
正方法が記載されている。こう云うどの方法も、複素数
差方法によって作られた血管造影図を補正する為には用
いられていない。
Numerous methods are known for correcting the phase error of NMR measurements. For example, the paper entitled "Automatic Phase Correction Method for Nuclear Magnetic Resonance Imaging" by Yuan Liu et al. In Journal of Magnetic Resonance, Vol. 86, p. 593 to p. 604 (1990). Includes (a) misalignment of the reference phase with respect to the receiver's phase detector, (b) the phase caused by the noise filter, (c) inaccurate matching of the data acquisition window, and (d) incomplete selectivity. A phase correction method is described which reduces errors due to device hardware problems such as RF excitation pulses, (e) amplifier dead time and (f) eddy currents. IEEE Transactions on Medical Imaging, M1-6, Issue 1, March 1987.
CB Arn et al., "A New Phase Correction Method for NMR Imaging Based on Autocorrelation and Histogram Analysis," and Medical Physics, Vol. 16, No. 5, September 1989.
In the January issue of MA Bern et al., "Improved Detection Capability in Magnetic Resonance Images With Low Signal-to-Noise Ratio by Phase-Corrected Actual Reproduction" describes other methods of phase correction. ing. None of these methods have been used to correct angiograms made by the complex difference method.

発明の要約 この発明は像領域の複素数差方法を用いてNMR血管造影
図を作り、装置の位相誤差によるこの様な血管造影図に
おける像の人為効果を減らす方法と装置に関する。更に
具体的に云えば、この発明は異なる磁界勾配の第1モー
メントを持つパルス順序を用いて、複数個のk−空間NM
Rデータ集合を収集し、この複数個のk−空間データ集
合をフーリエ変換して、対応する複数個の像空間データ
集合を作り、1つの像空間データ集合にある各々の要素
によって表わされるベクトルと、別の1つの像空間デー
タ集合にある各々の対応する要素が表わすベクトルとの
間の角度を計算し、こう云う角度を位相差配列内の対応
する要素として記憶し、位相差配列内の対応する値か
ら、補正済みの位相差配列の値を計算し、前記複数個の
像空間データ集合の各々にある対応する値と、補正済み
位相差配列による対応する値とを使って、それから血管
造影図を作る差データ集合の値を計算する工程を含む。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method and apparatus for making NMR angiograms using the complex difference method of image regions to reduce artifacts in images in such angiograms due to phase errors in the apparatus. More specifically, the present invention uses a pulse sequence having first moments of different magnetic field gradients to provide a plurality of k-space NMs.
R data sets are collected, and the plurality of k-space data sets are Fourier transformed to form a plurality of corresponding image space data sets, and a vector represented by each element in one image space data set and , Calculate the angle between each corresponding element in another image space data set and the vector it represents, store these angles as the corresponding elements in the phase difference array, and Value of the corrected phase difference array is calculated from the corresponding values, and using the corresponding value in each of the plurality of image space data sets and the corresponding value from the corrected phase difference array, the angiography It includes the step of calculating the values of the difference data set that make up the plot.

この発明の全般的な目的は、複素数差方法を用いて発生
された血管造影図用NMRデータ集合の位相誤差を補正す
ることである。位相差NMRデータから位相誤差の値を計
算する多数の方法が知られている。この発明はこの様な
位相誤差を計算することが出来る様にし、こう云う位相
誤差の計算に基づいて、血管造影図を作る為に使われる
像領域複素数差データに補正を加える方法を提供する。
A general object of this invention is to correct for phase errors in an angiographic NMR data set generated using the complex difference method. A number of methods are known for calculating the value of the phase error from the phase difference NMR data. The present invention makes it possible to calculate such a phase error, and provides a method for correcting the image area complex difference data used for making an angiogram based on the calculation of the phase error.

この発明の上記並びにその他の目的並びに利点は、以下
の説明から明らかになろう。以下の説明では、図面を参
照して、この発明の好ましい実施例を説明するが、この
実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わすものでは
なく、この発明の範囲を解釈するに当たっては、請求の
範囲を参照されたい。
The above and other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description. In the following description, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments do not necessarily represent the entire scope of the present invention, and the scope of the present invention should be construed according to the claims. See range.

図面の簡単な説明 第1図はこの発明を用いたNMR装置のブロック図であ
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an NMR apparatus using the present invention.

第2図は第1図のNMR装置の一部分を構成するトランシ
ーバのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a transceiver forming part of the NMR apparatus of FIG.

第3A図−3C図はこの発明に従って血管造影図を再生する
為に用いるNMRデータ集合を収集する為、好ましい実施
例で使われるNMRパルス順序のグラフである。
3A-3C are graphs of the NMR pulse sequence used in the preferred embodiment to collect the NMR data sets used to reconstruct the angiogram according to the present invention.

第4図は第3図のパルス順序を使って、第1図の装置で
収集されたNMRデータ集合を用いてどの様に血管造影図
が再生されるかを示す流れ図である。
FIG. 4 is a flow chart showing how an angiogram is reproduced using the NMR data set acquired by the apparatus of FIG. 1 using the pulse sequence of FIG.

好ましい実施例の説明 最初に第1図について説明すると、この発明を用いた好
ましいNMR装置の主要部品がブロック図で示されてお
り、この装置はゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
から「SIGNA」の商品名で販売されているものである。
装置の全体的な動作は全体的に100で示したホスト・コ
ンピュータ・システムによって制御されるが、これが主
コンピュータ101(例えばデータ・ゼネラルMV7800の様
な)を含む。コンピュータにはインターフェース102が
付設され、これを介して複数個のコンピュータ周辺装置
及びその他のNMR装置の部品が結合されている。コンピ
ュータ周辺装置の中に磁気テープ駆動装置104があり、
これを主コンピュータの指示のもとに利用して、患者デ
ータ及び像をテープに記録することが出来る。処理済み
の患者データは110に示した像ディスク記憶装置に記憶
することも出来る。像プロセッサ108の機能は、拡大、
像の比較、グレースケールの調節及び実時間のデータ表
示の様な対話形の像表示の操作をすることである。コン
ピュータ・システムは、112に示したディスク・データ
記憶装置を利用して生データ(即ち、像を再生する前
の)を記憶する手段を備えている。オペレータ・コンソ
ール116もインターフェース102を介してコンピュータに
結合されていて、患者の検査に関するデータや、較正、
走査の開始及び終了の様なNMR装置の適正な作動に必要
なその他のデータを入力する手段をオペレータに提供す
る。オペレータ・コンソールは、ディスク又は磁気テー
プに記憶された像を表示する為にも使われる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring first to FIG. 1, the major components of a preferred NMR apparatus using the present invention are shown in block diagram form, which is a product of General Electric Company under the tradename "SIGNA". It is sold.
The overall operation of the device is controlled generally by the host computer system shown at 100, which includes a main computer 101 (such as data General M V 7800). The computer is provided with an interface 102, through which a plurality of computer peripheral devices and other components of the NMR apparatus are coupled. Among the computer peripherals is the magnetic tape drive 104,
This can be used under the direction of the main computer to record patient data and images on tape. The processed patient data may also be stored in the image disc storage device shown at 110. The function of the image processor 108 is
Manipulating interactive image displays such as image comparison, grayscale adjustment and real-time data display. The computer system comprises means for storing raw data (ie, before reproducing the image) utilizing the disk data storage device shown at 112. An operator console 116 is also coupled to the computer via interface 102 to provide data regarding patient exams, calibration,
It provides the operator with a means to enter other data necessary for proper operation of the NMR apparatus, such as the start and end of a scan. The operator console is also used to display images stored on disk or magnetic tape.

コンピュータ・システム100がシステム制御装置118及び
勾配増幅器装置128を介して、NMR装置に対する制御作用
を及ぼす。コンピュータ100が周知の形で、リンク103を
介してシステム制御装置118と連絡する。システム制御
装置118はパルス制御モジュール(PCM)120、配列プロ
セッサ106、無線周波トランシーバ122、状態及び制御モ
ジュール(SCM)124、及び部品を付勢するのに必要な全
体を126で示した電源の様な幾つかの部分を含む。PCM 1
20が主コンピュータ101から供給された制御信号を利用
して、勾配コイルの励磁を制御するディジタル波形、並
びにRF励振パルスを変調する為にトランシーバ122で利
用されるRF包絡線波形の様なディジタル・タイミング及
び制御信号を発生する。勾配波形が、全体的に、Gx,Gy
及びGz増幅器130,132,134で構成された勾配増幅器装置1
28に印加される。各々の増幅器130,132,134を利用し
て、全体を136で示した集成体の中にある対応する勾配
コイルを励磁する。付勢された時、勾配コイルが、主分
極磁界と同じ方向に磁界の磁界勾配Gx,Gy,Gzを発生す
る。勾配は、デカルト座標系の互いに直交するx−,y−
及びz−軸の方向を向いている。即ち、主磁石(図面に
示してない)によって発生される磁界がz軸の方向を向
いていて、それをB0と呼ぶことにし、z軸の方向の合計
磁界をBzと呼ぶことにすれば、Gx=∂Bz/∂x、Gy=∂B
z/∂y、Gz=∂Bz/∂zであり、任意の点(x,y,z)にお
ける磁界は、B(x,y,z)=B0+GxX+GyY+GzZで表わさ
れる。
Computer system 100 exerts control actions on the NMR system via system controller 118 and gradient amplifier device 128. Computer 100 communicates with system controller 118 via link 103 in well-known fashion. The system controller 118 includes a pulse control module (PCM) 120, an array processor 106, a radio frequency transceiver 122, a status and control module (SCM) 124, and a power supply generally indicated at 126 for energizing the components. Including some parts. PCM 1
20 utilizes a control signal supplied from the main computer 101 to control the excitation of the gradient coil as well as a digital waveform such as the RF envelope waveform used by the transceiver 122 to modulate the RF excitation pulse. Generates timing and control signals. Gradient waveform is generally Gx, Gy
And a Gz amplifier 130, 132, 134 comprising a gradient amplifier device 1
Applied to 28. Each amplifier 130, 132, 134 is utilized to excite a corresponding gradient coil in an assembly generally indicated at 136. When energized, the gradient coil produces a magnetic field gradient Gx, Gy, Gz of the magnetic field in the same direction as the main polarization field. The gradient is x-, y-, which are orthogonal to each other in the Cartesian coordinate system.
And towards the z-axis. That is, the magnetic field generated by the main magnet (not shown in the drawing) is oriented in the z-axis direction, which is called B 0, and the total magnetic field in the z-axis direction is called Bz. , Gx = ∂Bz / ∂x, Gy = ∂B
z / ∂y, Gz = ∂Bz / ∂z, and the magnetic field at an arbitrary point (x, y, z) is represented by B (x, y, z) = B 0 + GxX + GyY + GzZ.

勾配磁界が、トランシーバ122、RF増幅器123及びRFコイ
ル138によって発生された無線周波パルスと組合さっ
て、検査する患者の領域から出て来るNMR信号に空間情
報を符号化する為に利用される。パルス制御モジュール
120によって発生される波形及び制御信号を、RF搬送波
の変調及びモードの制御の為にトランシーバ装置122で
利用する。送信モードでは、送信器が、制御信号に従っ
て変調された無線周波波形をRF電力増幅器123に供給
し、この増幅器が主磁石集成体146の中にあるRFコイル1
38を付勢する。患者の中の励振された原子核から放射さ
れたNMR信号が、送信に使われたのと同じ又は異なるRF
コイルによって感知され、前置増幅器139によって増幅
される。トランシーバ122の受信器部分で、NMR信号が増
幅され、復調され、フィルタ作用にかけられてディジタ
ル化される。処理されたNMR信号が専用の一方向リンク1
05を介して、処理の為に配列プロセッサ106に送られ
る。
The gradient magnetic field is used in combination with the radio frequency pulses generated by the transceiver 122, the RF amplifier 123 and the RF coil 138 to encode spatial information into the NMR signal emanating from the area of the patient under examination. Pulse control module
The waveforms and control signals generated by 120 are utilized by transceiver device 122 to control the modulation and mode of the RF carrier. In transmit mode, the transmitter provides a radio frequency waveform modulated according to a control signal to an RF power amplifier 123, which is located in the main magnet assembly 146.
Energize 38. The NMR signal emitted from the excited nuclei in the patient is the same or different RF as the one used for the transmission.
It is sensed by the coil and amplified by the preamplifier 139. At the receiver portion of the transceiver 122, the NMR signal is amplified, demodulated, filtered and digitized. Dedicated unidirectional link for processed NMR signals 1
Via 05, it is sent to the array processor 106 for processing.

PCM 120及びSCM 124は独立の装置であって、その何れも
患者位置ぎめ装置152の様な主コンピュータ101の周辺装
置と連絡していると共に、直列通信リンク103を介して
互いにも連絡している。PCM 120及びSCM 124は、何れも
主コンピュータ101からの指令を処理する16ビットのマ
イクロプロセッサ(例えばインテル80286)で構成され
ている。SCM 124が、患者揺台の位置並びに可動の患者
整合灯ファン・ビーム(図に示してない)の位置に関す
る情報を集める手段を含む。この情報を主コンピュータ
101で用いて、像の表示及び再生パラメータを修正す
る。SCM 124は、患者の輸送及び整合装置の作動の様な
機能をも開始させる。
The PCM 120 and SCM 124 are independent devices, both in communication with peripherals of the main computer 101, such as the patient positioner 152, and also with each other via a serial communication link 103. . Each of the PCM 120 and the SCM 124 is composed of a 16-bit microprocessor (for example, Intel 80286) that processes a command from the main computer 101. The SCM 124 includes means for gathering information regarding the position of the patient cradle as well as the position of the movable patient alignment light fan beam (not shown). This information on the main computer
Used at 101 to modify image display and playback parameters. The SCM 124 also initiates functions such as patient transport and actuation of alignment devices.

勾配コイル集成体136及びRF送信及び受信コイル138が、
分極磁界を発生するのに利用される磁石の中孔の中に取
付けられている。磁石は、患者整合装置148を含む主磁
石集成体の一部分である。シム電源140を利用して、主
磁石に付設されたシム・コイルを付勢する。こう云うシ
ム・コイルは、分極磁界の非均質性を補正する為に使わ
れる。、抵抗性磁石の場合、主磁石電源142を利用し
て、磁石を連続的に付勢する。超導電磁石の場合、主電
源142は、磁石によって発生される分極磁界を適正な動
作状態の強度に持って来る為に利用され、その後は切離
される。永久磁石の場合、電源142は必要ではない。患
者整合装置148が患者揺台及び輸送装置150と患者位置ぎ
め装置152と組合さって動作する。外部の源からの干渉
を最小限に抑える為、主磁石集成体、勾配コイル集成
体、RF送信及び受信コイル、並びに患者取扱装置を含む
NMR装置の部品は、全体を144で示したRF遮蔽室の中に封
入されている。
Gradient coil assembly 136 and RF transmit and receive coil 138
It is mounted in the bore of the magnet used to generate the polarizing magnetic field. The magnet is part of the main magnet assembly that includes the patient alignment device 148. A shim power supply 140 is utilized to energize the shim coil attached to the main magnet. These shim coils are used to correct inhomogeneities in the polarization field. In the case of a resistive magnet, the main magnet power supply 142 is used to continuously energize the magnet. In the case of a superconducting magnet, the main power supply 142 is used to bring the polarizing magnetic field generated by the magnet to the proper operating strength, and then disconnected. In the case of a permanent magnet, the power supply 142 is not needed. A patient alignment device 148 operates in combination with a patient rocker and transport device 150 and a patient positioner device 152. Includes main magnet assembly, gradient coil assembly, RF transmit and receive coils, and patient handling equipment to minimize interference from external sources
The components of the NMR apparatus are enclosed in an RF shielded room, generally indicated at 144.

特に第1図及び第2図について説明すると、トランシー
バ122が電力増幅器123を介してコイル138AにRF励振磁界
B1を発生する部品と、コイル138Bに誘起されたこの結果
生ずるNMR信号を受信する部品とを含む。RF励振磁界の
基本又は搬送波周波数が、周波数合成器200の制御のも
とに発生される。この合成器は、主コンピュータ101か
ら通信リンク103を介して1組のディジタル信号を受取
る。こう云うディジタル信号が、出力201に発生されるR
F搬送波信号の周波数と位相を指示する。指令されたRF
搬送波が変調器202に印加され、そこで、PCM 120から母
線103を介して受取った信号R(t)に応答して変調さ
れる。信号R(t)は、発生しようとするRF励振パルス
の包絡線、従って帯域幅を定める。所望の包絡線を表わ
すRF励振パルスが発生される時、記憶されている一連の
ディジタル値を逐次的に呼出すことにより、それがPCM
120で発生される。こう云う記憶されているディジタル
値は、任意の所望のRFパルスの包絡線を発生することが
出来る様にする為、コンピュータ100によって変えるこ
とが出来る。線205からのRF励振パルスの出力の大きさ
が送信減衰器回路206によって減衰させられる。この回
路206は、通信リンク103を介して主コンピュータ101か
らディジタル信号TAを受取る。減衰させられたRF励振パ
ルスが、RF送信コイル138Aを駆動する電力増幅器123に
印加される。トランシーバ122のこの部分について更に
詳しいことは、米国特許第4,952,877号を参照された
い。
Referring particularly to FIGS. 1 and 2, the transceiver 122 causes the coil 138A to pass the RF excitation magnetic field through the power amplifier 123.
It includes a component that produces B 1 and a component that receives the resulting NMR signal induced in coil 138B. The fundamental or carrier frequency of the RF excitation field is generated under the control of frequency synthesizer 200. The combiner receives a set of digital signals from the main computer 101 via a communication link 103. These digital signals are generated at output 201 R
F Indicates the frequency and phase of the carrier signal. RF mandated
The carrier wave is applied to modulator 202, where it is modulated in response to a signal R (t) received from PCM 120 via bus 103. The signal R (t) defines the envelope and thus the bandwidth of the RF excitation pulse to be generated. When an RF excitation pulse representing the desired envelope is generated, it is sequentially recalled by a series of stored digital values that cause it to PCM.
Raised at 120. These stored digital values can be altered by computer 100 to enable the envelope of any desired RF pulse to be generated. The magnitude of the RF excitation pulse output from line 205 is attenuated by the transmit attenuator circuit 206. This circuit 206 receives the digital signal TA from the main computer 101 via the communication link 103. The attenuated RF excitation pulse is applied to the power amplifier 123 that drives the RF transmitter coil 138A. For more information on this portion of transceiver 122, see US Pat. No. 4,952,877.

更に第1図及び第2図の説明を続けると、被検体によっ
て発生されたNMR信号が受信コイル138Bで拾われ、受信
器207の入力に印加される。受信器207がNMR信号を増幅
し、それが、リンク103を介して主コンピュータ101から
受取ったディジタル減衰信号(RA)によって決定された
量だけ減衰させられる。受信器207は、行なわれている
特定の収集に要する期間にわたってだけ、NMR信号が収
集される様に、PCM 120から線211を介して送られる信号
により、ターンオン及びターンオフされる。
Continuing with the description of FIGS. 1 and 2, the NMR signal generated by the subject is picked up by the receiving coil 138B and applied to the input of the receiver 207. Receiver 207 amplifies the NMR signal, which is attenuated by an amount determined by the digital attenuation signal (RA) received from main computer 101 via link 103. The receiver 207 is turned on and off by a signal sent over line 211 from the PCM 120 so that the NMR signal is collected only for the duration required for the particular acquisition being performed.

受信されたNMR信号はラーモア周波数又は大体ラーモア
周波数であり、好ましい実施例ではそれが約63.86MHzで
ある。この高周波数の信号が復調器208で2工程の過程
によって復調される。復調器は最初にNMR信号を線201の
搬送波信号と混合し、その後、その結果得られた信号を
線204の2.5MHzの基準信号と混合する。こうして線212に
得られる復調されたNMR信号は125kHzの帯域幅を持ち、
これは187.5kHzの周波数を中心としている。復調された
NMR信号がアナログ・ディジタル(A/D)変換器209の入
力に印加される。この変換器が250kHzの速度で、このア
ナログ信号を標本化してディジタル化する。A/D変換器2
09の出力がディジタル直角位相検波器210に印加され
る。この検波器は、受取ったディジタル信号に対応する
16ビットの同相(I)の値及び16ビットの直角位相
(Q)の値を発生する。受取ったNMR信号からこうして
得られるディジタル化されたI及びQの値のストリーム
が母線105を介して配列プロセッサに出力され、そこで
像を再生する為に用いられる。
The received NMR signal is at or near the Larmor frequency, which in the preferred embodiment is about 63.86 MHz. This high frequency signal is demodulated by demodulator 208 in a two step process. The demodulator first mixes the NMR signal with the carrier signal on line 201 and then mixes the resulting signal with the 2.5 MHz reference signal on line 204. The demodulated NMR signal thus obtained on line 212 has a bandwidth of 125 kHz,
It is centered around the 187.5kHz frequency. Demodulated
The NMR signal is applied to the input of analog to digital (A / D) converter 209. The converter samples and digitizes this analog signal at a rate of 250 kHz. A / D converter 2
The output of 09 is applied to the digital quadrature detector 210. This detector corresponds to the received digital signal
It produces a 16-bit in-phase (I) value and a 16-bit quadrature (Q) value. The stream of digitized I and Q values thus obtained from the received NMR signal is output to the array processor via bus 105, where it is used to reconstruct the image.

受信したNMR信号に含まれている位相情報を保存する
為、送信器部分にある変調器202も受信器部分にある復
調器208も、共通の信号で作動される。具体的に云う
と、周波数合成器200の出力201の搬送波信号と、基準周
波数発生器203の出力204の2.5MHzの基準信号が、変調及
び復調過程の両方で用いられる。こうして、位相の一貫
性が維持され、受信して復調されたNMR信号の位相変化
が、励振されたスピンによって発生された位相変化を正
確に示す様にする。2.5MHzの基準信号並びに5,10,60MHz
の基準信号が、共通の10MHzクロック・信号から基準周
波数発生器203によって発生され、後に述べた3つの基
準信号が、出力201に搬送波信号を発生する為に周波数
合成器200で用いられる。受信器について更に詳しいこ
とは、米国特許第4,992,736号を参照されたい。
Both the modulator 202 at the transmitter portion and the demodulator 208 at the receiver portion are operated with a common signal to preserve the phase information contained in the received NMR signal. Specifically, the carrier signal at output 201 of frequency synthesizer 200 and the 2.5 MHz reference signal at output 204 of reference frequency generator 203 are used in both the modulation and demodulation processes. Thus, phase coherency is maintained so that the phase change in the received and demodulated NMR signal is an accurate representation of the phase change produced by the excited spins. 2.5MHz reference signal and 5,10,60MHz
2 are generated by a reference frequency generator 203 from a common 10 MHz clock signal, and the three reference signals described below are used in frequency synthesizer 200 to generate a carrier signal at output 201. For more information on receivers, see US Pat. No. 4,992,736.

第1図のNMR装置は、所望の血管造影図を再生するのに
十分なNMRデータを収集する為、一連のパルス順序を実
施する。第3A図について具体的に説明すると、第1のパ
ルス順序は普通の1次モーメントをゼロにした勾配エコ
ー順序であり、選択性RF励振パルス300をG2スライス選
択勾配パルス301の存在のもとに被検体に印加する。励
振パルス300ははじき角αを持ち、αの典型的な値は30
゜である。スライス選択勾配パルス301による移相につ
いてFIDを補償すると共に、z軸に沿った速度に対してF
IDを影響されない様にする為、G2勾配コイルによって、
負のGz勾配パルス304に続いて正のG2勾配パルス305を発
生する。例えば、1つの解決策は、パルス301と同じ幅
であるが、反対の符号を持つパルス304を使い、パルス3
05はパルス301の半分の幅であるが、同じ高さにするこ
とである。パルス304,305がz軸に沿った速度を補償す
るが、加速度並びに更に高次の運動を補償する為に、更
に複雑な勾配波形も当業者に周知である。
The NMR apparatus of FIG. 1 implements a series of pulse sequences in order to collect sufficient NMR data to reproduce the desired angiogram. Referring specifically to FIG. 3A, the first pulse sequence is a normal first-order-moment-gradient-echo sequence, with the selective RF excitation pulse 300 in the presence of the G 2 slice selective gradient pulse 301. To the subject. The excitation pulse 300 has a repelling angle α, and a typical value of α is 30
It is ゜. Compensate for FID for phase shifts by slice-selective gradient pulses 301 and F for velocity along the z-axis
In order to prevent the ID from being affected, by the G 2 gradient coil,
A negative Gz gradient pulse 304 is followed by a positive G 2 gradient pulse 305. For example, one solution uses a pulse 304 that is the same width as pulse 301 but has the opposite sign
05 is half the width of pulse 301, but at the same height. Although the pulses 304, 305 compensate for velocity along the z-axis, more complex gradient waveforms are well known to those skilled in the art to compensate for acceleration as well as higher order motion.

NMR信号303の位置を符号化する為、RF励振パルス300を
印加してからまもなく、被検体に位相符号化Gy勾配パル
ス306を印加する。周知の様に、完全な走査は一連のこ
う云うパルス順序で構成されており、この順序で、Gy位
相符号化パルスの値は、一連の、例えば256個の別々の
位相符号化の値にわたって保進させて、y軸に沿った、
NMR信号を発生するスピンの位置を突止める。x軸に沿
った位置はGx勾配パルス307によって突止められる。こ
のパルスは、NMR勾配エコー信号303を収集する時に発生
され、それがNMR信号303を周波数で符号化する。Gy位相
符号化勾配パルス306と異なり、Gx読出し勾配パルス307
は、走査全体の間、一定の値にとゞまる。勾配エコー30
3を発生すると共に、それがx軸に沿った速度に影響さ
れない様にする為、パルス307の前に、勾配パルス308,3
09を発生する。こう云うことを達成する方式は数多く知
られている。
In order to encode the position of the NMR signal 303, the phase-encoded Gy gradient pulse 306 is applied to the subject shortly after the RF excitation pulse 300 is applied. As is well known, a complete scan consists of a series of these pulse sequences, in which the values of the Gy phase-encoded pulse are preserved over a series of, for example 256 discrete phase-encoded values. Along the y-axis,
Locate the spin that produces the NMR signal. The position along the x-axis is located by the Gx gradient pulse 307. This pulse is generated when collecting the NMR gradient echo signal 303, which encodes the NMR signal 303 in frequency. Unlike the Gy phase encoded gradient pulse 306, the Gx readout gradient pulse 307
Stays constant for the entire scan. Gradient echo 30
Before the pulse 307, a gradient pulse 308,3 is generated in order to generate 3 and make it insensitive to velocity along the x-axis.
Generates 09. There are many known methods of accomplishing this.

後で更に詳しく説明するが、この発明を実施する為に
は、何れも1つの方向に沿って異なる流れ感度を持つ少
なくとも2つの完全なデータ集合が必要である。好まし
い実施例では、この集合のデータが互い違いに収集され
る。この方式では、流れ感度の異なる2つ又は更に多く
の測定が、位相符号化勾配の1つの値を用いて収集され
る。その後、位相符号化の値を変更し、この新しい位相
符号化の値で、2つ又は更に多くの流れ感度を持つ追加
の測定を行なう。全ての位相符号化の値を用いるまで、
この過程が続けられる。その後、収集されたデータは、
何れも異なる流れ感度を持つ様に、k−空間NMRデータ
集合に順序を並べ変える。この互い違い方式は、他の動
き(例えば呼吸)による影響を最小限にする点で好まし
いが、この発明の以下の説明では、次の流れ符号化が使
われる前に、k−空間NMRデータ集合が何れも完全に収
集されるものとして説明する。
As will be described in more detail below, at least two complete data sets, each having different flow sensitivities along one direction, are required to practice the invention. In the preferred embodiment, this set of data is collected staggered. In this scheme, two or more measurements with different flow sensitivities are collected with a single value of the phase encoding gradient. The phase encoding value is then changed and an additional measurement with two or more flow sensitivities is made with this new phase encoding value. Until all phase encoding values are used,
This process continues. After that, the collected data is
Reorder the k-space NMR data sets so that they all have different flow sensitivities. This staggering scheme is preferred in that it minimizes the effects of other movements (eg, breathing), but in the following description of the invention, the k-space NMR data set will be acquired before the next flow encoding is used. Both will be described as being completely collected.

NMR信号303が装置のトランシーバ122によって収集さ
れ、256個の複素数からなる1行にディジタル化され、
これらの数が主コンピュータ101のメモリに記憶され
る。Gy位相符号化勾配の各々の値に対し、NMR信号303が
発生され、収集され、ディジタル化され、256個の複素
数からなる別々の行に記憶される。従って、走査が完了
した時、コンピュータ101には複素数の2次元(256×25
6)のマトリクスが記憶される。流れに敏感にする勾配
が印加されていない時にこう云うNMR信号が発生された
場合、k−空間NMRデータ集合をフーリエ変換して普通
のNMR像にすることが出来る。これが、第3A図では、勾
配GMによって表わされている。パルス順序に速度を符号
化する磁界勾配の1次モーメントが用いられていない
時、この勾配GMはゼロである。
The NMR signal 303 is collected by the instrument's transceiver 122 and digitized into a row of 256 complex numbers,
These numbers are stored in the memory of the main computer 101. For each value of the Gy phase encoding gradient, the NMR signal 303 is generated, collected, digitized and stored in a separate row of 256 complex numbers. Therefore, when the scan is completed, the computer 101 has a two-dimensional complex number (256 × 25
The matrix of 6) is stored. If such an NMR signal is generated when no flow-sensitive gradient is applied, the k-space NMR data set can be Fourier transformed into a normal NMR image. This is represented in FIG. 3A by the gradient G M. This gradient G M is zero when the first moment of the magnetic field gradient that encodes velocity in the pulse sequence is not used.

この発明に従って血管造影図を発生する為、収集される
NMR信号は速度に対して感度を持つ様にされる。使われ
るパルス順序は第3A図に示すものと同じであるが、今度
は勾配GMが、GMの方向に沿った速度に対して収集される
NMR信号を敏感にさせる様な値を持っている点が異な
る。これが第3B図に示されている。この図では、GMは、
負のの勾配パルス310に続く正の勾配パルス311で構成さ
れた両極性波形である。各々のパルス310,311によって
定められる面積(A)は同じであり、各々の勾配パルス
310,311の中心は互いに間隔(t)だけ離れている。従
って、勾配GMによって生ずる増分的な1次モーメント
(ΔM1)はΔM1=A×tであり、この勾配の1次モーメ
ントΔM1が、RF励振パルス300が印加された後、信号303
を収集する前に印加される。勾配GMが別個の勾配磁界と
して示されているが、実際には、Gx,Gy,Gz勾配磁界を発
生するのと同じコイルによって発生される。適正な大き
さを持つGx,Gy,Gz勾配磁界を組合せることにより、勾配
モーメントGMを空間内の任意の方向に向け、その方向の
流れに対して敏感にさせることが出来る。例えば、流れ
をスライス選択方向に敏感にさせることが極く普通であ
るが、この場合、勾配モーメントGMはGz勾配コイルだけ
によって発生される。この為、好ましい実施例では、第
3A図のパルス順序を用いるが、第3B図のGM勾配磁界を追
加して、NMR生信号の第1の配列Z1を収集する。
Collected to generate an angiogram according to the present invention
The NMR signal is made sensitive to velocity. The pulse sequence used is the same as that shown in Figure 3A, but this time the gradient G M is collected for velocities along the direction of G M.
The difference is that it has a value that makes the NMR signal sensitive. This is shown in Figure 3B. In this figure, G M is
A bipolar waveform composed of a negative gradient pulse 310 followed by a positive gradient pulse 311. The area (A) defined by each pulse 310, 311 is the same and each gradient pulse
The centers of 310 and 311 are separated from each other by a distance (t). Therefore, the incremental first moment (ΔM 1 ) caused by the gradient G M is ΔM 1 = A × t, and the first moment ΔM 1 of this gradient is the signal 303 after the RF excitation pulse 300 is applied.
Applied before collecting. Although the gradient G M is shown as a separate gradient field, it is actually produced by the same coil that produces the Gx, Gy, Gz gradient fields. By combining Gx, Gy, and Gz gradient magnetic fields having appropriate magnitudes, the gradient moment G M can be directed in any direction in space and made sensitive to the flow in that direction. For example, it is quite common to make the flow sensitive to the slice selection direction, in which case the gradient moment G M is generated solely by the Gz gradient coil. Therefore, in the preferred embodiment, the
Using the pulse sequence of Figure 3A, but adding the GM gradient field of Figure 3B, collect the first array Z 1 of the NMR raw signal.

NMR信号の第1の配列Z1を収集して記憶した後、信号の
第2の配列Z2を収集する。これは、第3A図のパルス順序
を用いるが、勾配モーメントGMは、−ΔM1のモーメント
を発生する様に第3C図に示す様に変更した走査の間に行
なわれる。これは、勾配パルス312,313が同一である
が、勾配パルス310,311と方向が反対になる様にするこ
とによって達成される。256個のNMR信号Z2が収集され、
コンピュータ101に記憶された後、1つの運動軸線に対
するデータ収集段階が完了し、データ処理段階が開始さ
れる。
After collecting and storing a first sequence Z 1 of the NMR signal, it collects the second sequence Z 2 signal. This uses the pulse sequence of FIG. 3A, but the gradient moment G M is performed during a scan modified as shown in FIG. 3C to produce a moment of -ΔM 1 . This is accomplished by having the gradient pulses 312, 313 be identical, but in the opposite direction as the gradient pulses 310, 311. 256 NMR signals Z 2 were collected,
After being stored in the computer 101, the data acquisition phase for one axis of motion is complete and the data processing phase begins.

この発明のデータ収集段階ではいろいろな変更が可能で
あることは当業者に明らかであろう。この他のNMRパル
ス順序を用いてもよいし、前に述べた様に、k−空間NM
Rデータ集合Z1,Z2の収集は互に違いにすることが出来
る。更に、米国特許第4,443,760号に記載されている様
に、装置による誤差を相殺する為又は信号対雑音比を改
善する為、各々の位相符号化勾配Gyで、多数の順序を実
施してもよい。勾配GMを用いて勾配モーメントΔM1を発
生するにも異なる多数の方法がある。例えば、勾配パル
ス310−313は異なる形にしてもよいし、或いは時間的に
分離して、1次モーメントΔM1を増加することができ
る。更に、静磁界の非均質性の望ましくない影響に対し
て焦点合せをやり直す為に、180゜RFパルスを使うスピ
ン・エコー順序を用いることも可能である。180゜パル
スを使う場合、周知の様に、180゜RFパルスの両側に同
じ極性を持つ勾配ローブを置くことによって、1次モー
メントを発生することが出来る。
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made in the data collection stage of the present invention. Other NMR pulse sequences may be used and, as previously mentioned, k-space NM
The collection of R data sets Z 1 and Z 2 can be different from each other. Further, as described in U.S. Pat. No. 4,443,760, multiple orders may be implemented with each phase encoding gradient Gy to cancel out instrumental errors or improve the signal to noise ratio. . There are many different ways to generate the gradient moment ΔM 1 using the gradient G M. For example, the gradient pulses 310-313 may have different shapes, or they may be separated in time to increase the first moment ΔM 1 . It is also possible to use a spin-echo sequence using 180 ° RF pulses to refocus on the unwanted effects of static magnetic field inhomogeneities. When using 180 ° pulses, it is well known that the first moment can be generated by placing gradient lobes of the same polarity on either side of the 180 ° RF pulse.

この発明の好ましい1実施例では、上に述べた様にして
3対のk−空間NMRデータ集合を収集した。第1の対Z1
(x)及びZ2(x)は、x軸の方を向いた勾配の1次モ
ーメントGMを持ち、第2の対Z1(y)及びZ2(y)は、
y軸の方を向いた勾配の1次モーメントGMを持ち、第3
の対Z1(z)及びZ2(z)は、z軸の方を向いた勾配の
1次モーメントGMを持っている。後で説明するが、こう
云う対のk−空間NMRデータ集合がこの発明に従って別
々に処理され、その結果を組合せて、任意の方向に動く
スピンに対して敏感な血管造影図を形成する。
In a preferred embodiment of this invention, three pairs of k-space NMR data sets were collected as described above. First pair Z 1
(X) and Z 2 (x) have a first moment of gradient G M oriented towards the x-axis and the second pair Z 1 (y) and Z 2 (y) are
has a first moment of gradient G M directed toward the y-axis,
The pair Z 1 (z) and Z 2 (z) of has the first moment G M of the gradient pointing towards the z-axis. As will be explained later, these pairs of k-space NMR data sets are processed separately according to the invention and the results combined to form a spin-sensitive angiogram in any direction.

スピンの速度を測定する6点方法を上に述べたが、この
発明は3次元の流れを測定する単純な4点方法にも両立
性を有する。この場合、3つのデータ集合Z2(x),Z2
(y)及びZ2(z)を、任意の軸線に沿った動きに対し
て影響されない、流れ補償パルス順序を用いて発生され
た1つのデータ集合Z2(ref)に置換える。6点方法も
平衡形4点方法も、ソサイエティ・オブ・マグネティッ
ク・レゾナンス・イン・メディスン、第9回年次総会ア
ブストラクト第475号(1990年)に発明者が発表した論
文「位相コントラスト流れ測定用の最適符号化」に記載
されている。
Although the six-point method of measuring spin velocity is described above, the present invention is also compatible with a simple four-point method of measuring three-dimensional flow. In this case, three data sets Z 2 (x), Z 2
Replace (y) and Z 2 (z) with one data set Z 2 (ref) generated using a flow-compensated pulse sequence that is unaffected by movement along any axis. Both the 6-point method and the balanced 4-point method have been published by the inventor in the Society of Magnetic Resonance in Medicine, Abstract No. 475 (1990) of the 9th Annual General Assembly "for phase contrast flow measurement. Optimal Coding of. "

k−空間NMRデータ集合Z1及びZ2を処理して血管造影図
を作ることが、第4図に例示されている。全ての処理
は、記憶プログラムにある命令の指示のもとに、主コン
ピュータ101で実施される。2つのk−空間NMRデータ集
合Z1,Z2が、ブロック320,321で示した複素数の256×256
配列として記憶される。この方法の最初の工程は、デー
タ集合320,321の各々に2次元複素数フーリエ変換を実
施して、それらが表わす像をk−空間から像領域に変換
することである。これは、普通のNMR像を発生するのに
使われるのと同じ変換であり、その結果は、複素数
(M1)及び(M2)の2つの256×256要素の配列322,323
である。複素数M1(x,y)及びM2(x,y)の大きさは、像
の対応する画素位置(x,y)におけるスピン密度を示
し、各々の複素数M1(x,y)及びM2(x,y)の位相は、動
きを符号化する磁界勾配GMの方向に沿ったスピンの速度
と装置の位相誤差があるとすれば、それとの両方によっ
て決定される。像領域のNMRデータ集合M1及びM2を使っ
て普通の複素数差血管造影図を発生した時に像の人為効
果を生ずるのは、こう云う装置の位相誤差であり、この
発明の考えを用いることによって実質的に減らすのもこ
う云う位相誤差である。
The processing of the k-space NMR data sets Z 1 and Z 2 to produce an angiogram is illustrated in FIG. All the processes are executed by the main computer 101 under the instruction of the instructions in the storage program. Two k-space NMR data sets Z 1 and Z 2 are the complex numbers 256 × 256 shown in blocks 320 and 321.
It is stored as an array. The first step in the method is to perform a two-dimensional complex Fourier transform on each of the data sets 320, 321 to transform the images they represent from k-space to the image domain. This is the same transformation that is used to generate a normal NMR image, the result of which is a two 256 × 256 element array 322,323 of complex numbers (M 1 ) and (M 2 ).
Is. The magnitudes of the complex numbers M 1 (x, y) and M 2 (x, y) indicate the spin densities at the corresponding pixel positions (x, y) of the image, and the respective complex numbers M 1 (x, y) and M The 2 (x, y) phase is determined by both the velocity of the spin along the direction of the magnetic field gradient G M that encodes the motion and the phase error of the device, if any. It is the phase error of these devices that produces the image artifacts when generating a normal complex difference angiogram using the NMR data sets M 1 and M 2 in the image domain, and using the idea of the invention. It is these phase errors that are substantially reduced by.

第4図の説明を続けると、位相補正値が、像領域のNMR
データ集合322,323から計算される。具体的に云うと、
2つの変換されたNMRデータ集合M1及びM2から、256×25
6要素の位相差配列325が計算される。位相差配列325の
各々の要素(φ)は、下に示す様に、夫々のデータ集合
322,323の対応するI1,Q1及びI2,Q2要素から計算され
る。
Continuing with the explanation of FIG. 4, the phase correction value is the NMR of the image region.
Calculated from the data sets 322,323. To be specific,
256 × 25 from two transformed NMR data sets M 1 and M 2
A 6-element phase difference array 325 is calculated. Each element (φ) of the phase difference array 325 is a respective data set as shown below.
Calculated from the corresponding I 1 , Q 1 and I 2 , Q 2 elements of 322,323.

φ=tan-1 Q1/I1−tan-1 Q2/I2; 又は φ=tan-1[(I2Q1−I1Q2)/(I1I2+Q1Q2)] こゝで M1=I1+iQ1 |M1|=(I1 2+Q1 21/2 M2=I2+iQ2 |M2|=(I2 2+Q2 21/2 上に示すφの値が、4象限逆正接を用いて計算されるこ
とが好ましい。
φ = tan -1 Q 1 / I 1 −tan -1 Q 2 / I 2 ; or φ = tan -1 [(I 2 Q 1 −I 1 Q 2 ) / (I 1 I 2 + Q 1 Q 2 )] Here M 1 = I 1 + iQ 1 | M 1 | = (I 1 2 + Q 1 2 ) 1/2 M 2 = I 2 + iQ 2 | M 2 | = (I 2 2 + Q 2 2 ) 1/2 top The value of φ shown in is preferably calculated using the four quadrant arctangent.

位相差配列325の各々の要素(φ)をこの後補正して、2
56×256要素の補正済み位相差配列326の対応する要素
(φcor)を発生する。この位相補正値は、一定成分と
2つの線形成分との和と云うモデルで表わすことが出来
る。
After correcting each element (φ) of the phase difference array 325,
Generate the corresponding element (φcor) of the 56 × 256 element corrected phase difference array 326. This phase correction value can be represented by a model called a sum of a constant component and two linear components.

φcor=φ−(φ+αx+βy) [1] こゝでx及びyは作像の2つの座標の位置である。こゝ
で説明する方法は、殆んどどんな位相補正方法とも両立
性を持つ位に一般性があるが、好ましい実施例では、φ
0,α及びβは最小自乗のはめ合せを使って計算される。
平均の大きさ(A=(|M1|+|M2|)/2)の自乗によって
最小自乗のはめ合せに加重することが、小さい信号の領
域を適切に抑制することが判った。この為、φ、α及
びβに対する最小自乗のはめ合せは次の通りである。
φcor = φ- (φ 0 + αx + βy) [1] Thisゝx and y is the position of the two coordinates of the imaging. The method described here is general enough to be compatible with almost any phase correction method, but in the preferred embodiment φ
0 , α and β are calculated using a least squares fit.
It has been found that weighting the least squares fit by the square of the average magnitude (A = (| M 1 | + | M 2 |) / 2) adequately suppresses small signal regions. Therefore, the fit of least squares to φ 0 , α, and β is as follows.

この数式の和は、像配列内の全ての画素の値にわたる。
こうして前掲のφcorの式を使い、φ、α及びβを平
均の大きさの値(A)及び配列325からの位相差の値を
使って計算することにより、各々の位置x,yに対して補
正済みの位相φcorが計算される。位相像に対して位相
補正をすることの1つの重要な利点は、この補正を1次
よりも更に高次に拡張するのが容易に出来ることであ
る。
The sum of this equation spans the values of all pixels in the image array.
Thus, using the above formula for φ cor, and calculating φ 0 , α and β using the average magnitude value (A) and the phase difference value from the array 325, for each position x, y And the corrected phase φcor is calculated. One important advantage of making a phase correction on a phase image is that it is easy to extend this correction to higher orders than the first order.

次に、像領域のNMRデータ集合322,323及び補正済み位相
差配列326を使って、複素数差NMRデータ集合が計算され
る。これは、夫々配列322,323,326の対応する要素M1,M2
及びφcorと下記の式とを用いて、複素数差データ集合3
30の256×256個の要素(D)の各々を計算することによ
って達成される。
The complex difference NMR data set is then calculated using the image region NMR data sets 322, 323 and the corrected phase difference array 326. This is the corresponding element M 1 , M 2 of the arrays 322, 323, 326, respectively.
And φcor and the following formula, the complex difference data set 3
This is accomplished by computing each of the 30 256 × 256 elements (D).

Dx=(|M1|2+|M2|2−2|M1||M2|cosφcor)1/2 云い換えれば、像領域のNMRデータ集合322,323にある大
きさのデータを使うが、位相差情報を使わない。その代
りに、配列326にある補正済み位相差データφcorを使っ
て、その結果得られる血管造影図から、位相誤差を生ず
る人為効果をなくしている。
Dx = (| M 1 | 2 + | M 2 | 2 −2 | M 1 || M 2 | cosφcor) 1/2 In other words, the size data in the NMR data set 322,323 in the image region is used. Do not use the phase difference information. Instead, the corrected phase difference data φcor in array 326 is used to eliminate artifacts that cause phase errors from the resulting angiogram.

上に述べた手順を各々の運動軸線(x,y,z)に対して繰
返して、更に2つの256×256要素の複素数差NMRデータ
集合331,332を発生する。こうして、配列330−332にあ
る差情報が夫々x,y及びz軸に沿ったスピンの運動に帰
因する複素数差Dx,Dy,Dzを示す。これらを組合せて、下
記の式に従って、256×256要素の血管造影図のNMRデー
タ集合335を発生する。
The procedure described above is repeated for each motion axis (x, y, z) to generate two more 256 × 256 element complex difference NMR data sets 331,332. Thus, the difference information in arrays 330-332 indicates the complex difference Dx, Dy, Dz due to the motion of the spins along the x, y and z axes, respectively. These are combined to generate a 256 × 256 element angiogram NMR data set 335 according to the following equation:

D=((Dx)+(Dy)+(Dz)1/2 この血管造影図用のNMRデータ集合335を使って、動くス
ピンが不動のスピンより一層明るくなる様な表示を発生
することが出来る。心臓血管系を通る血液の動きが主な
動きであるから、血管造影図は実質的には視野の中にあ
る心臓血管トリーの像になる。
D = ((Dx) 2 + (Dy) 2 + (Dz) 2 ) 1/2 Using this NMR data set 335 for the angiogram, a display in which moving spins are brighter than immobile spins is generated. You can do it. Since the motion of blood through the cardiovascular system is the main motion, the angiogram is essentially an image of the cardiovascular tree in view.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01R 33/28 8825−4C A61B 5/05 312 9219−2J G01N 24/02 Y (56)参考文献 特開 平4−288143(JP,A) 特開 平2−200247(JP,A) 特開 昭63−40540(JP,A)Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI Technical indication location G01R 33/28 8825-4C A61B 5/05 312 9219-2J G01N 24/02 Y (56) References 4-288143 (JP, A) JP-A-2-200247 (JP, A) JP-A-63-40540 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】不所望の移相に対する感度を減少して血管
造影図を作るNMR装置に於て、関心のある領域に分極磁
界を印加する手段と、関心のある領域に磁界勾配を印加
する手段と、関心のある領域にRF励振磁界を印加する手
段と、関心のある領域内にある励振されたスピンによっ
て発生されたNMR信号を収集する手段と、第1の動き符
号化磁界勾配を用いると共に収集されたNMR信号を第1
のk−空間NMRデータ集合(Z1)として記憶する第1の
走査を実行する手段と、第2の動き符号化磁界勾配を用
い且つ収集されたNMR信号を第2のk−空間NMRデータ集
合(Z2)として記憶する第2の走査を実行する手段と、
k−空間NMRデータ集合(Z1)及び(Z2)から補正済み
複素数差NMRデータ集合を発生する手段と、その中の画
素の輝度が複素数差NMRデータ集合にある値によって決
定される様な像を発生する手段とを有するNMR装置。
1. An NMR apparatus for producing an angiogram with reduced sensitivity to unwanted phase shifts, means for applying a polarizing magnetic field to a region of interest and a magnetic field gradient to the region of interest. Means for applying an RF excitation field to the region of interest, means for collecting NMR signals generated by excited spins within the region of interest, and using a first motion-encoded magnetic field gradient First NMR signal collected with
Means for performing a first scan, which is stored as a k-space NMR data set (Z 1 ) of the second, and the acquired NMR signal using the second motion-encoded magnetic field gradient and a second k-space NMR data set. Means for performing a second scan, stored as (Z 2 ),
A means for generating a corrected complex difference NMR data set from the k-space NMR data sets (Z 1 ) and (Z 2 ), such that the brightness of the pixels therein is determined by the values in the complex difference NMR data set. NMR apparatus having means for generating an image.
【請求項2】補正済み複素数差NMRデータ集合を発生す
る手段が、第1のk−空間NMRデータ集合(Z1)にフー
リエ変換を実施することによって第1の像領域のNMRデ
ータ集合(M1)を発生する手段と、第2のk−空間NMR
データ集合(Z2)にフーリエ変換を実施することによっ
て第2の像領域のNMRデータ集合(M2)を発生する手段
と、第1及び第2の像領域のNMRデータ集合(M1)及び
(M2)にある対応する要素の値から、その中の各々の要
素の値を計算する位相差配列(φ)を計算する手段と、
その中の各々の要素の値が、前記位相差配列(φ)にあ
る対応する要素の値から計算される様な補正済みの位相
差配列(φcor)を計算する手段と、その中の各々の要
素(D)が前記第1及び第2の像領域のNMRデータ集合M
1及びM2と補正済み位相差配列(φcor)とから下記の式 D=(|M1|2+|M2|2−2|M1||M2|cosφcor)1/2 に従って計算される様な複素数差NMRデータ集合を計算
する手段とを有する請求項1記載のNMR装置。
2. Means for generating a corrected complex difference NMR data set (M 1 ) by performing a Fourier transform on the first k-space NMR data set (Z 1 ) to obtain a NMR data set (M) of the first image region. Means for generating 1 ) and the second k-space NMR
A means for generating a second image domain NMR data set (M 2 ) by performing a Fourier transform on the data set (Z 2 ), and a first and second image domain NMR data set (M 1 ) and Means for calculating the phase difference array (φ) for calculating the value of each element therein from the value of the corresponding element in (M 2 ),
Means for calculating a corrected phase difference array (φcor) such that the value of each element therein is calculated from the value of the corresponding element in said phase difference array (φ); The element (D) is the NMR data set M of the first and second image regions.
1 and M 2 and the corrected phase difference array (φcor) are calculated according to the following equation D = (| M 1 | 2 + | M 2 | 2 −2 | M 1 || M 2 | cos φcor) 1/2 The NMR apparatus according to claim 1, further comprising means for calculating a complex number difference NMR data set.
【請求項3】第1及び第2の動き符号化磁界勾配が3つ
の運動軸線の各々に沿って別々に印加され、更にNMR装
置が、3つの運動軸線の各々に対する複素差数NMRデー
タ集合(Dx)、(Dy)及び(Dz)を計算する手段を含
み、前記像を発生する手段が、3つの複素数差NMRデー
タ集合(Dx)、(Dy)及び(Dz)の対応する要素からの
データを組合せて、像の画素の輝度を決定する請求項2
記載のNMR装置。
3. The first and second motion-encoded magnetic field gradients are applied separately along each of the three axes of motion, and the NMR apparatus further comprises a complex difference number NMR data set for each of the three axes of motion ( Dx), (Dy) and (Dz), and the means for generating the image are data from corresponding elements of three complex difference NMR data sets (Dx), (Dy) and (Dz). Combining to determine the brightness of the pixels of the image.
The described NMR apparatus.
JP5503569A 1991-08-01 1992-07-10 Phase correction of magnetic resonance angiogram with complex difference processing Expired - Lifetime JPH0693887B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9101112.2 1991-01-18
US738765 1991-08-01
US07/738,765 US5226418A (en) 1991-08-01 1991-08-01 Phase correction of complex - difference processed magnetic resonance angiograms
PCT/US1992/005777 WO1993003394A1 (en) 1991-08-01 1992-07-10 Phase correction of complex-difference processed magnetic resonance angiograms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0693887B2 true JPH0693887B2 (en) 1994-11-24
JPH07503056A JPH07503056A (en) 1995-03-30

Family

ID=24969375

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5503569A Expired - Lifetime JPH0693887B2 (en) 1991-08-01 1992-07-10 Phase correction of magnetic resonance angiogram with complex difference processing
JP93503569A Expired - Lifetime JPH05506392A (en) 1991-08-01 1992-07-10 Phase correction of magnetic resonance angiograms using complex difference processing

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP93503569A Expired - Lifetime JPH05506392A (en) 1991-08-01 1992-07-10 Phase correction of magnetic resonance angiograms using complex difference processing

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5226418A (en)
EP (1) EP0551463A1 (en)
JP (2) JPH0693887B2 (en)
WO (1) WO1993003394A1 (en)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3162444B2 (en) * 1991-11-28 2001-04-25 株式会社東芝 Magnetic resonance diagnostic equipment
JP3399981B2 (en) * 1992-06-30 2003-04-28 株式会社東芝 Magnetic resonance imaging equipment
US5378985A (en) * 1993-07-15 1995-01-03 General Electric Company Fast spin echo prescan for MRI system
US5435303A (en) * 1993-08-04 1995-07-25 General Electric Company MRA image produced by temporal flow data sharing
US5408180A (en) * 1993-08-13 1995-04-18 Wisconsin Alumni Research Foundation Measurement of flow using a complex difference method of magnetic resonance imaging
JP3559597B2 (en) * 1994-12-21 2004-09-02 株式会社東芝 MRI equipment
US5770943A (en) * 1996-12-30 1998-06-23 General Electric Company Method for measuring and compensating for spatially and temporally varying magnetic fields induced by eddy currents
US5998996A (en) * 1997-03-27 1999-12-07 General Electric Company Correction of artifacts caused by Maxwell terms in phase contrast angiography
US5877629A (en) * 1997-04-08 1999-03-02 General Electric Company Correction for maxwell fields produced during non-rectilinear k-space sampling
US5917323A (en) * 1997-07-01 1999-06-29 General Electric Company Correction of axial image signal fall off caused by Maxwell terms
US6057685A (en) * 1997-12-09 2000-05-02 General Electric Company Method for correcting motion-induced errors in MR imaging
US6163152A (en) * 1998-06-15 2000-12-19 General Electric Company Method and system for correcting errors in MR images due to regions of gradient non-uniformity for parametric imaging such as quantitative flow analysis
US6181135B1 (en) * 1998-12-08 2001-01-30 General Electric Company MRI system with fractional decimation of acquired data using linear phase shift
US6265873B1 (en) * 1999-03-17 2001-07-24 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Non-CPMG fast spin echo MRI method
US6809517B2 (en) * 2001-12-10 2004-10-26 Mayo Foundation For Medical Education And Research Magnetic resonance imaging of prostate brachytherapy seeds
JP2003339667A (en) * 2002-05-31 2003-12-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Ultra high-speed magnetic resonance imaging system
JP4639045B2 (en) * 2003-07-11 2011-02-23 財団法人先端医療振興財団 Non-invasive temperature distribution measuring method and apparatus for self-reference type and body movement tracking type by magnetic resonance tomography
US7292032B1 (en) 2004-09-28 2007-11-06 General Electric Company Method and system of enhanced phase suppression for phase-contrast MR imaging
US7049816B2 (en) * 2004-09-30 2006-05-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Magnetic resonance imaging with dual velocity encoded projection reconstruction acquisition
US7613496B2 (en) * 2005-09-22 2009-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
CN101172036B (en) * 2006-11-02 2011-08-03 西门子公司 Method for phase correction
JP5184049B2 (en) * 2007-10-30 2013-04-17 株式会社日立製作所 Magnetic resonance inspection apparatus and high-frequency pulse waveform calculation method
DE102010025640B4 (en) * 2010-06-30 2014-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Magnetic resonance measurement sequence for a multilayer measurement with variable slice spacing and / or variable slice thickness
DE102011007847B4 (en) * 2011-04-21 2013-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Dynamic adaptation of a dephasing gradient pair
JP5881483B2 (en) * 2012-03-12 2016-03-09 株式会社神戸製鋼所 Multi-channel equipment
DE102013209295B4 (en) 2013-05-21 2016-11-17 Siemens Healthcare Gmbh Correction of MR image datasets using a similarity of temporally successive datasets
JP5908878B2 (en) * 2013-09-18 2016-04-26 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Magnetic resonance apparatus and program

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL301629A (en) *
US4609872A (en) * 1984-08-10 1986-09-02 General Electric Company NMR multiple-echo phase-contrast blood flow imaging
US4714081A (en) * 1986-03-03 1987-12-22 General Electric Company Methods for NMR angiography
NL8701642A (en) * 1987-07-13 1989-02-01 Philips Nv METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING A PHASE CORRECTION IN MR ANGIOGRAPHY
US5113865A (en) * 1988-04-06 1992-05-19 Hitachi Medical Corporation Method and apparatus for correction of phase distortion in MR imaging system
IL86231A (en) * 1988-04-29 1991-07-18 Elscint Ltd Correction for eddy current caused phase degradation
US4937526A (en) * 1988-11-23 1990-06-26 Mayo Foundation For Medical Education And Research Adaptive method for reducing motion and flow artifacts in NMR images
US4968935A (en) * 1989-09-11 1990-11-06 Mayo Foundation For Medical Education And Research Selective rephasing of NMR signals to suppress motion artifacts

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05506392A (en) 1993-09-22
JPH07503056A (en) 1995-03-30
EP0551463A1 (en) 1993-07-21
US5226418A (en) 1993-07-13
WO1993003394A1 (en) 1993-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5226418A (en) Phase correction of complex - difference processed magnetic resonance angiograms
US5285158A (en) NMR angiography using fast pulse sequences with preparatory pulses
US5711300A (en) Real time in vivo measurement of temperature changes with NMR imaging
US5151656A (en) Correction of nmr data acquired by an echo-planar technique
US5168226A (en) Acquisition of multiple images in fast spin echo nmr scans
JP2974759B2 (en) Apparatus and method for reducing motion artifacts in NMR images
JP2529529B2 (en) NMR system and method for generating an image from a separately collected set of NMR signals
JPH0420618B2 (en)
US5280244A (en) Gradient moment nulling in a fast spin echo NMR pulse sequence
US5170122A (en) NMR imaging using flow compensated SSFP pulse sequences
JPH0620448B2 (en) Method and apparatus for operating an NMR apparatus
US5281916A (en) NMR angiography using fast spin echo pulse sequences
JPH0654828A (en) Nmr system
US5408180A (en) Measurement of flow using a complex difference method of magnetic resonance imaging
US4968935A (en) Selective rephasing of NMR signals to suppress motion artifacts
US5101156A (en) Rapid flow measurement using an nmr imaging system
US5185574A (en) NMR measurements using recursive RF excitation
US6157192A (en) Recovery of signal void arising from field inhomogeneities in echo planar imaging
US5093620A (en) Encoding for nmr phase contrast flow measurement
US5233302A (en) Masking motion ghost artifacts in NMR images